Датчик давления

)5 6 01 1 23/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВ КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Изобретен ной технике и создании сист жидкостях и га Целью изо ние точности и На чертежО вам 92 =2 Р де е расстояние канала,талла и соотев взаимоом б кана ие относ может быт ем для из зах, бретения змерения е дана ко тся к измер ь использова ерения давл ельпри ияв связан с ними соотноше аметр и фокусно- угол конусностислоев 2 и 3 крис и Ь - толщина сло еньшим диаметр я соотношениемявляется повдавления.структивная с шесвялаи О тчи авления работает следующ(71) Институт теоретической и прикладноймеханики СО АН СССР.(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения высокого давления в жидкостях и в газах. Целью изобретения является повышение точности. Это достигается тем, что в датчике давления чувствительный элемент Он содержит корпус 1,закрепленный в нем оптический двухслойный кристалл с люминесцирующим веществом 2, воспринимающим нагрузку, создаваемую давлением, и прозрачным 3, контактирующим непосредственно с отверстием канала в корпусе 1. В конце конического канала, удаленного от кристалла, установлена фокусирующая линза 4, Угол конусности канала зависит от диаметра и фокусного расстояния линзы и выполнен из двух слоев 2 и 3, спой 2 - оптический кристалл, полоса люминесценции которого зависит отдавления, слой 3 - прозрачное упругое вещество. Луч лазера, вызывающий люминесценцию, фокусируется в центре оптического кристалла 2, свечение люминесценции выводится через поозоачный слой 3, конический канал в корпусе 1 и линзу 4. Акустическая волна, созданная импульсом давления, проходит слой 2 и слой 3 и отражается от свободной поверхности слоя 3, для уменьшения влияния отраженной волны увеличена общая толщина 1+Ь слоев 2 и 3, а для увеличения светового потока люминесцентного излучения в корпусе 1 выполнен конический канал и установлена линза. 1 ил. С)иР - длинзы 4; аРазмерветственнозаны с наимопределяетЬ +1/2бДатчикобразом. Давление действует непосредственно на люминесцирующее вещество 2 и вызывает сдвиг полосы люминесценции в его секторе. Свет от люминесцирующего вещества 2 проходит через слой прозрачного вещест1714397ва 3, конический канал в корпусо усе 1 и линзу шения точности измерения и повышения отношения сигнал-шум излучение лазера,4 на регистратор.Наличие конусного канала в кала в корпусе 1 возбуждающего люминесценцию, подаетсядатчика и свободной поверхности к иб р ности кристал- в датчик корпуса 1 через линзу 4 или объекла 3, примыкающей к меньшемуеньшему отверстию 5 тив так, что параллельный луч лазера фокуканала, приводит к отражению части кючастиакусти- сируется в центре кристалла 2. Из этого жеческой волны от этои сво однбодной поверхно- места люминесцентное излучение черезсти, что ухудшает частотные хе характеристики линзу 4(объектив) выводится из датчика кордатчика. Величина этого отрицотрицательного эф- пуса 1 в виде луча, близкого к параллельнофекта уменьшается с уменьшением отноше му.ния бгд, где - ширина к ид - рина кристалла. В В случае, если в качестве кристалла выреальных конструкциях это отношо отношение бран рубин, а корпус выполнен из стали, тотрудно сделать меньше, . то ы0 1. Ч б ослабить предлагаемый датчик позволяет измеритьвлияние отраженной волны на точность. а точность из- давление в жидких и газообразных средах вмерения, можно отдалить центр кристалла 15 диапазоне от 200 до 100000 атм.2 от отверстия канала. Для этой цели чувст- Ф о р м у л а и з о р е т е н и явительный элемент выполнен д уолнен двухслойным, 1. Датчик давления, содержащий коркак показано на чертеже, имеющим слеющим слой с пус, в котором установлен чувствительныйлюминесцирующим веществом и иом 2 и прозрач- элемент, выполненный в виде цилиндра изный слой 3. Влияние отраженной волны ос люминесцирующего кристалла, частота люлабляется обратно пропорциональр ио нал ь но минесценции которого зависит от давления,квадрату расстояния от отверстия,ерстия, Для и фокусирующую линзу, установленную вуменьшенияменьшения влияния отраженнойраженной волны в корпусе соосно с чувствительным элементом, отл ича ю щ и йс ятем. что, с целью100 раз достаточно выполнить условиеЬ+Р 2 2 Ь + Г 2 25 повышения точности измерения, в нем кор()100 или10 пус выполнен из непрозрачного материалаб1 с коническим каналом, который сопряженЗдесь б = 0,3 д, Ь3 д - 2своим меньшим сечением с чувствительнымЕсли чувствительныи элемент вемент квадрат- элементом, а своим большим сечением - си то Ь2,5 . 30 фокусирующей линзой, причем угол конусного сечения, то ЬСр ия для вывода излу- ности а канала выбран из соо тношенияСмещение отверстия для ьчения люминесценции от центра кристалла Оа О2 на толщину прозрачного слоя 3 уменьшает 2 2 Рапертуру выходного луча в плоскости отоскости отвер- где О и Р - диаметр и фокусное расстояниестия, поэтому для сохранения светосилы 35 фокусирующей линзы.датчика расстояние отверстияотверстия от центра 2, Датчик давления по и. 1, о т л и ч а юкристалла определяется соотношением щ и й с я тем, что в него введен цилиндр,выполненный из прозрачного материала с1+ -12 Р диаметром, равным диаметру чувствитель 40 ного элемента, устанрвленный между чувстДатчик давления позволяет проводить вительным элементом и меньшим сечениемизмерения с использованием лазера для конического канала, при этом высота Ь цивозбуждения люминесценции и спектраль- линдра выбрана из соотношенияного оптического прибора для расшифровкиЬ - б -- ;изменения частоты люминесценции под 45 О 2влиянием измеряемого давления; ления; Для улуч-. где б и- диаметр и высота чувствительногоэлемента.50551714397 5 Составитель А.ЗосимовРедактор Е.Полионова Техред М.Моргентал Корректор О.Крав Гагарина 101 здательский комбинат "Патент", г. Ужгор Оизводств аказ 684 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5